Обеспечение качества поверхностей при изготовлении деталей.

Качество поверхности является одной из важнейших характеристик. Для двигателестроения, понятие качества поверхности является особенно важным, т.к. большинство деталей двигателей работают при знакопеременных нагрузках и возможно их усталостное разрушение. Усталостные трещины начинают развиваться на поверхности деталей, что обусловлено двумя причинами:

1. При всех видах нагружения на поверхности формируются максимальные напряжения.

2. Поверхностный слой работает в особых условиях по сравнению с основным материалом, так как он контактирует с окружающей средой, с сопрягаемыми деталями. Поверхностный слой характеризуется большим числом параметров качества, из которых основными параметрами, определяющими усталостную прочность деталей является микрогеометрия, остаточные напряжения, наклеп. При оценке микрогеометрии поверхностного слоя, основными параметрами являются: Ra, Rz, шаг микронеровностей, радиус микровпадин, опорная длина. Усталостная прочность детали главным образом зависит от высоты неровности и от радиуса впадины.

Эти параметры входят в формулу, описывающую величину теоретического коэффициента концентрации напряжений.

Для учета склонности различных материалов к концентрации напряжения вводится специальный коэффициент, величина которого больше для высоколегированных материалов.

, при <8

, при >8

- механическая обработка

- не обрабатывающаяся поверхность

Шероховатость поверхности и их точность – взаимосвязанные характеристики. Деталь может быть не точной, но иметь уменьшенную шероховатость. Но точные поверхности не должны иметь увеличенную шероховатость.

Шероховатость поверхности должна быть существенно меньше величины допуска, по размеру, расположению и форме поверхностей. Коэффициент K<1 (0,15-0,7) – берется из справочника. Проверка проводится по всем трем характеристикам точности.

Остаточные напряжения поверхностного слоя.

Необходимо сформировать остаточные напряжения сжатия. Такие напряжения возникают, если в зоне резания привалирует действие силового фактора. Если привалирует нагрев поверхностного слоя (при шлифовании), то формируются остаточные напряжения растяжения.

Наклеп поверхностного слоя.

В процессе изготовления детали возникает наклеп (деформационное упрочнение) – увеличение сопротивления пластическому деформированию при увеличении степени самой пластической деформации. Носителями пластичности в Me является дислокация, т.е. нарушение правильности чередования плоскостей.

Формирование оптимального поверхностного слоя обеспечивается в отделочно-упрочняющем этапе, но при этом может проявляться технологическая наследственность от предыдущих методов обработки. Для снижения этих проявлений необходимо гарантированно уменьшить минимальный припуск, а также вводить операции, которые являются барьерами наследственности. Это термообработка, химическое травление, электрохимическая обработка, оптимально абразивно-жидкостная обработка и др. Окончательный поверхностный слой формируется упрочнением.